可控性定义为a的能力控制系统在有限时间内从固定(初始)状态达到明确状态。它被认为是控制系统的重要属性,因为它定义了控制系统的行为。
提出了可控性理论1960年经过r.卡尔曼。
控制系统的可控性
如果系统的初始状态被传送到任何特定状态,则在有限持续时间内,系统是完全控制的,当提供给它的受控输入时。
可控性被认为是基本的一个以及控制系统的主要概念之一。然而,与控制系统相关的另一种关键概念是可观察性的。
我们知道控制系统被设计为在向其提供参考输入时产生所需的输出。但很明显,当系统功能时,各种因素都与其妨碍系统的性能相关联。这是原因,在应用特定输入上获得所需输出的机会降低了。
但是,那闭环控制系统使用反馈网络的促进提供控制系统的所需输出。我们通过反馈网络知道,将输出的一部分反馈回与参考输入进行比较的输入,以便确定是否实现的输出是准确的。
但闭环系统也必须适当地控制,以避免系统的故障。由于系统的失败导致造成环境灾害以及经济的困难。
我们已经讨论过了国家空间分析,在控制系统中的任何特定时间的系统分析提供了系统行为的概念。对于控制系统,需要确定产生输出的行为方法。
状态空间分析使用系统的状态以分析目的。可控性也大大与系统的状态有关,有时具有输出。
这是因为如果在有限持续时间内的参考输入的存在下,可以将系统的状态改变为另一个期望状态,则这种系统被称为a完全可控的系统。
可控性稳定一个不稳定的系统。
因此,我们可以说一个不提供的动态系统,将一个状态传输到另一个状态不是可控系统。
随着卡尔曼提出的可控性理论,因此使用命名的Kalman测试的测试来确定系统是否可控。
卡尔曼的测试
假设我们有一个带有n的线性时间不变系统TH.订购多个输入,然后给出状态方程式::A是订单矩阵n * n
x(t)是订单的状态矢量n * 1
U(t)是订单的矢量M * 1其中m是输入的数量
基本上,对于控制系统来说是可控的,所以必要的条件是复合矩阵Q的等级C是n。
复合矩阵QC给出:
所以,在卡尔曼的测试中,Q的决定因素C决心,决意,决定。Q的决定因素的价值C显示系统是否可控。
如果它的价值是非零然后这表示系统完全可控。
这里应该注意的是,复合矩阵的等级应该是完全状态可控性的n。
让我们拿一个例子要了解这一点,假设我们有:
这里n = 2
所以,
和
所以,
因此解决了矩阵
现在复合矩阵将是
进一步
这里复合矩阵的决定簇是非零。
此外,QC等等级,n是2。
所以,系统是可控自然。
考虑另一个状态等式:
这里
和
因此
在解决方面
因此复合矩阵
所以,Q的决定因素C
因为它再次是非零价值。所以。这是一个可控系统。
S平面控制性的条件
我们知道在S平面中,系统使用该系统表示转换功能。因此,在S平面的情况下,系统的可控性由转移本身定义。
如果分子和分母多项式不包含公共因子,则除恒定术语之外,则据说该系统可控制。转移函数的多项式称为共同。
更简单地说,传递函数的极值零应该不会被取消。
输出可控性
有时,系统必须在输出变量而不是状态变量方面实际控制。
因此,对于具有状态模型的线性时间不变系统
系统的输出可控性与构建这种无约束输入载体的能力相关联,该输入矢量可以以有限的时间间隔改变为最终输出的初始输出。
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